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2009 年度 実績報告書

有機半導体π電子系3次元電界効果トランジスタ

公募研究

研究領域高次π空間の創発と機能開発
研究課題/領域番号 21108514
研究機関大阪大学

研究代表者

竹谷 純一  大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20371289)

キーワード有機トランジスタ / 電子輸送特性 / 有機単結晶トランジスタ
研究概要

21年度は、まず、集積型立体構造に微小有機半導体単結晶キャリア伝導チャンネルを構成する手法の開発に取り込んだ。すなわち、MEMS技術を用いたシリコン基板やプラスティック材料の立体構造を作製する手法を開発する。すでに、十ミクロンスケールの縦型マルチチャンネルを有する多結晶薄膜トランジスタの動作に成功しているため、同様のプロセスをスケールダウンするとともに欠陥の少ない高品質の単結晶を構造上に成長する方法を工夫した。結果、サブミクロン長の三次元型有機トランジスタの作製に成功し、実際にこれまでにない高電流密度と高速応答を実現するに至った。
並行して、縦方向の高移動度有機半導体チャンネルにおける光誘起電荷分離による「新型有機太陽電池」研究のために、光電変換効率の波長分布を計測するシステムを立ち上げるため、ハロゲンランプ光源などを購入した。モノクロメータによって分光した高強度の光を有機単結晶の三次元型太陽電池に集光し、起電力測定を行う。
また、有機半導体層としては、ペンタセンなどの一般的な材料のほか、広島大学瀧宮教授のグループで合成されたチオフェン系分子などを用いたデバイスの試作を行った。他に、ポリマー有機半導体など、塗布による容易な製法が適用できるものの移動度が小さいことが課題である材料について、高性能化トランジスタを実現するための手法として三次元型構造を用いるプロセスの検討を行った。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Low-voltage operation of n-type organic field-effect transistors with ionic liquid2010

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, et al.
    • 雑誌名

      Jap.J.Appl.Phys. 49

      ページ: 01AB13/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Air-stable n-channel single-crystal field-effect transistors2010

    • 著者名/発表者名
      M.Yamagishi, et al.
    • 雑誌名

      Jap.J.Appl.Phys. 49

      ページ: 01AB05/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of thin rubrene single crystals from 1-propanol solvent2010

    • 著者名/発表者名
      T.Matsukawa, et al.
    • 雑誌名

      J.Cryst.Growth 312

      ページ: 310-313

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge-transfer induced surface conductivity for a copper based inorganic-organic hybrid2009

    • 著者名/発表者名
      A.H.Arkenbout, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 95

      ページ: 173104/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Very high mobility in solution-processed organic thin-film transistors of highly ordered [1]Benzothieno[3,2-b]benzothiophene derivatives2009

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Exp. 2

      ページ: 111501/1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-performance organic field-effect transistors with binary ionic liquids2009

    • 著者名/発表者名
      S.Ono, et al.
    • 雑誌名

      Org.Electron. 10

      ページ: 1579-1582

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduced contact resistances in organic transistors with secondary gates on source and drain electrodes2009

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 95

      ページ: 113308/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-voltage operation of n-type organic field-effect transistors with ionic liquid2009

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 95

      ページ: 103301/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive evaluation of electron mobility for trifluoroacetyl-terminated electronegative conjugated oligomer2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Ie, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 113

      ページ: 17189-17193

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of lanthanide(III)-phthalocyanine molecules on Au(111) by using scanning tunneling microscopy and scanning tunneling spectroscopy and thin-film field-effect transistor properties of Tb(III)-and Dy(III)-phthalocyanine molecules2009

    • 著者名/発表者名
      K.Katoh, et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 131

      ページ: 9967-9970

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic field-effect transistors using single crystals2009

    • 著者名/発表者名
      T.Hasegawa, et al.
    • 雑誌名

      Sci.Technol.Adv.Mater. 10

      ページ: 024314/1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moderately anisotropic field-effect mobility in dinaphtho[2,3-b:2',3'-f]thiopheno[3,2-b]thiophenes single-crystal transistors2009

    • 著者名/発表者名
      M.Uno, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 94

      ページ: 223308/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional organic field-effect transistors with high output current and high on-off ratio2009

    • 著者名/発表者名
      M.Uno, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 94

      ページ: 103307/1-3

    • 査読あり
  • [学会発表] Three-dimensional Organic Field-effect Transistors2009

    • 著者名/発表者名
      M.Uno
    • 学会等名
      The 16th International Display Workshop (IDW '09)
    • 発表場所
      Miyazaki International Conference Hall, Phonenix Seagia Resort, Miyazaki
    • 年月日
      2009-12-09
  • [学会発表] Three-dimensional organic field-effect transistors on plastic substrates : flexible transistors with very high output current2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya, M.Uno, et al.
    • 学会等名
      Matereial Research Society, Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts (U.S.A.)
    • 年月日
      2009-12-03
  • [学会発表] Hall effect in polycrystal and single-crystal organic FETs2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya
    • 学会等名
      Global COE Workshop on "Organic Electronics : Electronic States, Charge Transport and Devices"
    • 発表場所
      Chiba University, Chiba, Japan
    • 年月日
      2009-11-06
  • [学会発表] Hall effect in field-effect transistors of thin-film and single-crystal organic semiconductors2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya
    • 学会等名
      ISSP Workshop on physics and new phenomena of pi-electronic interfaces
    • 発表場所
      ISSP(東大物性研)Kashiwa, Chiba
    • 年月日
      2009-08-11
  • [学会発表] Charge transport in field-effect transistors of organic semiconductor single crystals2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya
    • 学会等名
      International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 発表場所
      Singapore (Singapore)
    • 年月日
      2009-06-29
  • [学会発表] Gating conductance of metal-organic semiconductor contacts : a macro-scale device reflecting molecular-scale switching2009

    • 著者名/発表者名
      J.Takeya, K.Nakayama, T.Uemura, M.Yamagishi, M.Uno
    • 学会等名
      Matereial Research Society, spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, CA (U.S.A.)
    • 年月日
      2009-04-15
  • [図書] 有機デバイスの界面評価と制御技術2009

    • 著者名/発表者名
      竹谷純一, 他
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [産業財産権] 有機FETアレイ2009

    • 発明者名
      竹谷純一
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願2009-268792号
    • 出願年月日
      2009-11-26
  • [産業財産権] 有機FETアレイ2009

    • 発明者名
      竹谷純一
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      特願2009-205992号
    • 出願年月日
      2009-09-07
  • [産業財産権] 有機半導体膜の製造方法および有機半導体膜アレイ2009

    • 発明者名
      竹谷純一
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      特願2009-230451号
    • 出願年月日
      2009-10-20

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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